师:亲爱的同学们,大家好。今天我们学习的内容是用坐标表示地理位置。本节课有两个学习目标:一是能建立适当的平面直角坐标系,会用坐标表示地理位置;二是能用方位角和距离刻画两个物体的相对位置。目标一也是本节课的学习重点。
在日常生活中,地图给我们出行带来很大方便。这里给出了北京市地图的一部分,上面有很多著名景点,如天安门、故宫博物馆、景山公园等。同学们,你们知道怎样用坐标表示这些地理位置吗?在实际应用中,我们常把这些地理位置抽象成一个点,而要用坐标表示它们,就需要用到平面直角坐标系。那么,如何确定原点、x 轴、y 轴来建立平面直角坐标系,又需要注意哪些问题呢?请同学们带着这些思考,和老师一起探究。
请同学们根据以下条件画出一幅示意图,并通过建立平面直角坐标系的方法,指出学校、小刚家、小强家和小敏家的位置。
我们该如何建立平面直角坐标系呢?通过阅读材料发现,小刚家、小强家、小敏家的地理位置都是以学校以及东西走向、南北走向为描述依据的。所以,我们可以以学校为坐标原点,以正东方向为 x 轴正方向,正北方向为 y 轴正方向建立平面直角坐标系。这样,学校所在的位置就在原点,即(0, 0)。
我们来看小刚家的描述:出校门向东走 1500 米,再向北走 2 千米。在这个平面直角坐标系中,就是沿着 x 轴正方向走 1500 米,沿着 y 轴正方向走 2 千米。1500 米、2 千米在图中究竟有多长呢?这就需要我们选择适当的单位长度。不妨以 500 米为一个单位长度。那么出校门向东走 1500 米,再向北走 2 千米,就是从原点出发,沿着 x 轴正方向走 3 个单位长度,沿着 y 轴正方向走 4 个单位长度,所在位置就是小刚家,坐标为(1500, 2000)。
再来看看小强家和小敏家。小强家从原点出发,沿着 x 轴负方向走 4 个单位长度,再沿着 y 轴正方向走 7 个单位长度,接着沿着 x 轴正方向走 1 个单位长度,所在位置就是小强家,坐标为(-1500, 3500)。小敏家出校门向南走 1 千米,再向东走 3 千米,最后向南走 750 米,她所在的位置坐标为(3000, -1750)。
刚刚我们以学校为坐标原点,以正东方向为 x 轴正方向,正北方向为 y 轴正方向建立了平面直角坐标系,发现小刚家、小敏家和小强家的坐标很容易表示出来。所以,坐标原点以及正方向的选取非常重要。同学们,请回忆一下刚刚的探究过程,能说说用平面直角坐标系描述地理位置的过程吗?其中哪个环节最为关键呢?
生:(思考、讨论)
师:相信同学们在刚刚的探究中对这个过程有了一定认识。这个过程主要分为三个步骤:
第一步,建立坐标系,选择一个适当的参照点为原点,确定 x 轴和 y 轴的正方向。这里所谓的适当参照点,通常指较为居中或较为明显的地点,比如刚刚探究中的学校。坐标轴方向通常以正北为 y 轴正方向,这样可以使东南西北方向与地理位置方向保持一致。
第二步,根据具体问题确定单位长度。单位长度要适当,并且需标注在平面直角坐标系内。单位长度过大,会使描述的点较为集中;单位长度过小,会使描述的点较为稀疏,都不利于图形绘制。
第三步,在坐标平面内把这些点画出来,并且把点的坐标以及地点名称写出来。其中,建立适当的平面直角坐标系是最关键的,“适当”指的是适当的参照点、适当的坐标方向以及适当的单位长度。下面请同学们完成这道练习,巩固所学知识。
(练习题目:一个没有字母的长方形,设四个顶点分别为 o、b、c、d,孔心为 a,a 到 OB 边和 OD 边有距离,让学生建立平面直角坐标系并写出 a 点坐标)
师:我们怎么建立平面直角坐标系呢?通过观察,因为孔心 a 给出了到 OB 边和 OD 边的距离,所以我们可以以 o 为坐标原点,以 OB 和 OD 为 x 轴、y 轴建立平面直角坐标系。由于 15 和 25 的距离比较小,我们可以以 1 毫米为一个单位长度建立坐标系。a 点在第一象限,所以它的坐标为(15, 25)。同学们,在前面的学习中,我们学习了通过建立平面直角坐标系的方法用坐标表示地理位置,那你们知道还有其他方法来表示两个物体间的相对位置吗?好,请同学们思考以下题目,想一想如何用方向和距离来描述救生船相对于遇险船的位置。
(题目:描述救生船相对于遇险船的位置,图中有正北方向及救生船相对于遇险船的方位角和两者距离)
生:(思考、回答)
师:题目要我们描述的是救生船相对于遇险船的位置,所以需要以遇险船为参照物去描述救生船的方向和距离。从图中信息可知,这是正北方向,救生船相对于遇险船的方位角是北偏东 60 度,它们之间的距离是线段 AB 的长度,为 35 海里。所以,我们可以用北偏东 60 度,35 海里来描述救生船相对于遇险船的位置。好,同学们,如果救生船接到报警后准备前往救援,如何用方向和距离描述遇险船相对于救生船的位置呢?
